Każda z projektowanych i wykonanych instalacji klimatyzacyjnych lub grzewczych powinna spełniać z góry przyjęte cele. Jednym z nich jest zapewnienie właściwego poziomu temperatury w pomieszczeniach.

Rys. 1. Regulacja ilościowa

Wartość temperatury w pomieszczeniu powinna pozostawać na relatywnie stałym, zadanym poziomie. Aby tak było, wydajność instalacji musi zmieniać się w czasie. Jest to związane z dynamiką warunków wewnętrznych i zewnętrznych, pociągających za sobą dynamikę reakcji instalacji.

Sposoby regulacji
Reakcja instalacji nadążająca za zmieniającym się obciążeniem chłodniczym lub cieplnym odbywa się poprzez dostosowanie ilości lub temperatury czynnika. Elementami, które pozwalają realizować powyższą funkcję, są zawory regulacyjne.
W sytuacji, gdy zmiana mocy urządzenia następuje poprzez korektę ilości czynnika, mamy do czynienia z tzw. regulacją ilościową (rys. 1.). Jeśli wydajność odbiornika jest regulowana poprzez zmianę temperatury przepływającego przez niego medium, wówczas regulacja określana jest jako jakościowa (rys. 2.).
Analizując schematy, można zauważyć, że każdy z nich jest inaczej skonfigurowany. Żądany proces regulacji może być bowiem uzyskany przy zastosowaniu zaworów regulacyjnych o różnej konstrukcji, zarówno dwudrogowych, jak i trójdrogowych.

Rys. 2. Regulacja jakościowa

Rodzaje zaworów regulacyjnych
Zawory regulacyjne, dostępne obecnie na rynku, można podzielić na grupy pod kątem różnych kryteriów (rys. 3.). W artykule uwaga poświęcona będzie jedynie tzw. jednofunkcyjnym zaworom regulacyjnym, tzn. zaworom, których jedyną funkcją jest regulacja (w odróżnieniu do zaworów wielofunkcyjnych, które poza regulacją pozwalają np. na równoważenie lub ograniczenie przepływu).

Funkcja rozdzielająca i mieszająca
Zawory trójdrogowe dzielą się na zawory:
- mieszające – dwa wejścia i jedno wyjście,
- rozdzielające – dwa wyjścia przy jednym wejściu.

Schematy na rysunku 4. przedstawiają swoistą elastyczność zaworów trójdrogowych. Niezależnie od tego, czy dysponujemy zaworem rozdzielającym czy mieszającym, jest możliwe uzyskanie zarówno obiegu rozdzielającego, jak i mieszającego czynnik.
Zawory trójdrogowe dostępne na rynku stosowane są w większości w funkcji mieszającej. Stosowanie tych zaworów dla rozdziału przepływów powoduje cyrkulację wody przez zawór w kierunku przeciwnym do planowanego. Przepływy odwrotne mogą czasami prowadzić do nadmiernego hałasu i drgania zaworu. Tym samym, dla uniknięcia pomyłek i wadliwej pracy układu, wskazane jest stosowanie zaworów w funkcji mieszającej. Żądany rodzaj dystrybucji czynnika względem odbiornika uzyskuje się jedynie poprzez właściwą lokalizację zaworu.

Dobór zaworów regulacyjnych
Dobór zaworów regulacyjnych polega głównie na określeniu tzw. współczynnika przepływu Kvs. Jednak aby ten dobór był przeprowadzony w pełni poprawnie, należy także:
- określić autorytet zaworu,
- podać prędkość napływu na zawór,
- poprawnie określić charakterystykę zaworu,
- sprawdzić rozdzielczość regulacyjną.

Autorytet zaworu i kwestia prędkości napływu na zawór będą tematem kolejnego artykułu. Pozostałe parametry opisane zostały poniżej.

Współczynnik Kv (...)

Podsumowanie
Zawory regulacyjne stanowią bardzo ważny element w instalacjach klimatyzacyjnych i grzewczych. Ich zbyt ogólnikowy dobór może wpłynąć na znaczne pogorszenie jakości regulacji mocy odbiornika, a tym samym całego układu. W artykule zostały pokazane sposoby wyliczeń wybranych parametrów i podane najistotniejsze cechy poprawności regulacji.
Podstawowym zadaniem podczas doboru zaworów regulacyjnych jest wybór prawidłowego układu. Określony sposób regulacji tworzy kryteria zawężające zakres szukanego zaworu, takie jak:
- budowa: zawór dwudrogowy lub trójdrogowy,
- sposób regulacji: on/off , płynna, trójpunktowa,
- charakterystyka: stałoprocentowa lub dowolna.

Fundamentalne przy doborze zaworów regulacyjnych jest określenie:
- współczynnika przepływu Kvs,
- autorytetu zaworu (szerzej o tym zagadnieniu w kolejnym artykule),
- rozdzielczości regulacyjnej,
- prędkości przepływu.

Już powyższe wyniki pozwolą dobrać konkretny typ. Pozostaje jedynie sprawdzić wybrany produkt pod kątem dopuszczalnych parametrów pracy w odniesieniu do projektowanej instalacji:
- zakres temperatury,
- klasę ciśnienia,
- nieszczelność,
- skok.

Jeśli zawór spełni wszystkie powyższe kryteria – można śmiało stwierdzić, że został dobrany właściwy produkt.

AUTORZY:
Konrad KARGUL, Sławomir ŚWIĄTECKI